在光通信技術飛速發展的當下，數據中心對高速、高效、低能耗的光互連解決方案需求日益迫切。CPO（共封裝光學）和LPO（線性驅動可插拔光模塊）作為兩種備受矚目的技術方案，在光模塊應用領域展現出各自的特點。然而，CPO在諸多方面相較于LPO具備明顯優勢。

一、技術原理與集成度優勢

（一）高度集成的架構

CPO技術將網絡交換芯片和光模塊共同封裝在同一個插槽中，實現了光引擎與交換芯片的緊密結合。這種高度集成的架構大幅縮短了交換芯片與光引擎之間的距離，從根本上優化了電信號傳輸路徑 。以典型的數據中心交換機與光模塊連接為例，傳統方式下，信號在較長的傳輸線路中會產生衰減和延遲，而 CPO技術使得信號傳輸距離大幅縮短，有效提升了電信號傳輸速度，保障了信號的完整性，減少了信號失真和干擾的可能性 。

反觀LPO，雖然采用線性直驅技術取消了光模塊中的DSP/CDR芯片，將相關功能集成到設備側的交換芯片中，但光模塊與交換芯片仍相對獨立，在信號傳輸的集成優化程度上遠不及CPO。

（二）協同工作的高效性

CPO技術實現了網絡交換芯片和光模塊的深度協同工作。由于二者在物理上緊密相連，在數據處理和傳輸過程中能夠實現更高效的配合。例如，在處理大規模數據流量時，交換芯片可以及時、準確地將數據發送給光模塊進行光信號轉換和傳輸，光模塊也能快速響應，將接收到的光信號轉換為電信號反饋給交換芯片 。這種高效的協同工作模式，使得CPO在應對大數據量、高速率的數據傳輸任務時表現更為出色，有效提升了整個光通信系統的性能 。

相比之下，LPO的光模塊和交換芯片之間的協同工作依賴于外部接口和通信協議，在數據交互的及時性和效率上存在一定的局限性，難以滿足未來超高速、大規模數據傳輸的嚴苛需求 。

二、性能表現優勢

（一）低功耗特性

在數據中心能耗問題日益突出的背景下，功耗成為衡量光通信技術的關鍵指標。CPO技術通過縮短信號傳輸距離和優化集成架構，顯著降低了信號傳輸過程中的能量損耗。相關研究數據表明，在同等數據傳輸速率下，采用CPO技術的光通信系統功耗相比傳統方案可降低30% - 50%。這對于大規模數據中心而言，意味著每年可節省大量的電力成本，同時也有助于實現數據中心的綠色節能目標 。

LPO雖然通過取消DSP芯片降低了部分功耗，但由于其光模塊與交換芯片的分離式設計，在整體功耗控制上仍無法與CPO相媲美。特別是在長距離、高速率的數據傳輸場景中，LPO的功耗劣勢將更加明顯 。

（二）高傳輸速率與穩定性

CPO技術憑借其獨特的架構和協同工作機制，能夠支持更高的傳輸速率。目前，CPO技術已經能夠實現800G甚至1.6T的高速數據傳輸，并且在傳輸穩定性方面表現出色。在復雜的網絡環境下，CPO能夠有效抵抗外界干擾，保障數據傳輸的準確性和連續性，降低誤碼率。例如，在人工智能數據中心，大量的訓練數據需要高速、穩定地傳輸，CPO技術能夠很好地滿足這一需求，確保AI模型訓練的高效進行 。

LPO由于去掉DSP芯片導致系統誤碼率提升，在傳輸距離和速率提升方面存在一定瓶頸，其更適用于短距離、對速率要求相對較低的場景，在長距離、超高速數據傳輸的穩定性上與CPO存在差距 。

三、成本與維護優勢

（一）長期成本優勢

從長期來看，CPO技術具有明顯的成本優勢。盡管在初期研發和部署階段，CPO的成本相對較高，但隨著技術的成熟和規模化生產，其成本將逐漸降低。CPO高度集成的特性減少了光模塊與交換芯片之間的接口數量和外部線纜連接，降低了硬件成本和布線成本。此外，由于CPO的低功耗特性，長期運行過程中的電力成本節省也相當可觀 。

LPO雖然在光模塊采購成本上有所降低，取消了DSP芯片的物料成本，但在設備整體成本上，由于其對設備側交換芯片性能要求的提升以及布線等方面的成本，在長期使用中，總成本優勢并不明顯。

（二）維護便利性與可靠性

在維護方面，CPO技術具有較高的可靠性。由于其集成度高，減少了外部連接點和潛在的故障點，降低了故障發生的概率。一旦出現故障，CPO技術也能夠通過先進的監測和診斷技術快速定位問題，提高維護效率。例如，在某大型數據中心采用CPO技術后，設備故障率降低了30%，維護時間縮短了50% 。

雖然LPO支持熱插拔，在單個光模塊維護上較為方便，但由于其系統架構相對松散，在整體系統維護時，需要考慮光模塊與交換芯片之間的兼容性和協同工作問題，維護難度和復雜性相對較高。

四、當前發展現狀、困難及后期可行性對比

（一）LPO發展現狀、困難及后期可行性

1. 發展現狀

在技術層面，LPO在800G光模塊領域已取得一定進展，以800gbps速率為例，其功耗可降低至約8w，相比傳統可插拔光模塊功耗大幅降低約40 - 45%。在市場應用上，部分企業已開始布局，如在OFC2023上，Arista率先分享了 51.2T交換機配備LPO收發器的測試結果；英偉達也有望在2025年率先在其AI 集群中部署200G每通道的LPO收發器。許多行業領先客戶，如Meta，都在積極考慮采用LPO技術 。

2. 面臨困難

LPO需要特定模塊與ASIC交換芯片配合，這削弱了可插拔模塊的通用性優勢。并且鏈路性能和責任界定困難，測試復雜，目前還缺乏統一的電氣和光學標準，不同供應商模塊之間的互操作性難以保障 。此外，去掉DSP芯片雖然降低了功耗和成本，但也導致系統誤碼率提升，在傳輸距離和速率提升上存在瓶頸。

3. 后期可行性

盡管面臨挑戰，但LPO在100G每通道互連領域已成為CPO的有力替代方案。預計到2029年，LPO在800G、1.6T和3.2T端口中的滲透率分別為3%、33%和15% 。若英偉達在RuBing GPU一代中采用LPO進行NVLink擴展，將極大地推動1.6T - DR8 LPO模塊的市場需求，有望在2027年新增超過800萬個 1.6T LPO端口。隨著技術的不斷改進和行業標準的逐步完善，LPO在短距離、對成本敏感且速率要求不是極高的場景中仍有較大的發展空間 。

（二）CPO發展現狀、困難及后期可行性

1. 發展現狀

技術上，CPO已能實現800G甚至1.6T的高速數據傳輸，并且在功耗降低方面表現出色，Broadcom和Cisco的CPO產品已實現約7pJ/bit的低功耗，IBM、Coherent等公司的CPO方案更是將功耗降至更低水平。產業布局上，Broadcom早在2021年就宣布了配備CPO的下一代交換ASIC產品線，其產品 Bailly已成功投入生產；Cisco在OFC2023上展示了CPO原型；英特爾將硅光子小組置于數據中心和AI（DCAI）組下，全力開發基于硅光子學的光學引擎；此外，Ranovus、Marvell、Nubis Communications、Lightmatter、IBM等眾多公司也紛紛加入CPO技術研發的大軍 。

2. 面臨困難

從技術角度，將光纖從ASIC連接到PCB前面板的布線過程充滿挑戰，系統集成后的整體測試和優化也較為復雜。從可靠性來看，CPO技術將多個光模塊與芯片集成，導致失效率上升，如博通的CPO實驗室產品，16個光模塊集成在一塊板子上，失效率會提高十幾倍，可靠性穩定性降為原先的十幾分之一 。從市場角度，CPO研發需大量資金和人力投入，生產過程復雜，成本降低需時間和規模效應積累，短期內難以與光模塊競爭；而且下游北美幾大CSP云廠商對 CPO興趣不大，部分海外公司甚至收縮研發團隊 。此外，CPO量產面臨諸多技術挑戰，其標準以3.2T為代際，量產至少在2027年或更后，目前博通進展最快，其第一代CPO工程性試驗要到2025年 。

3. 后期可行性

根據北京智研科信咨詢有限公司發布的《2025年中國CPO行業市場發展態勢及產業需求研判報告》，CPO技術的商業化步伐預計將從800G和1.6T端口起步，并于2024至2025年開始商用，隨后在2026至2027年迎來規模化增長，預計到2033年，全球CPO市場規模將達到26億美元。隨著技術的不斷成熟、成本的逐步降低以及市場對高速低功耗光通信解決方案需求的持續增長，CPO有望在未來光通信領域，尤其是對傳輸速率和功耗要求極高的數據中心場景中占據重要地位。市場消息也表明，英偉達或將于2025年3月召開的GTC大會推出CPO 交換機新品，供應鏈透露這款CPO交換機正處于試產階段，若進展順利，今年8月即可實現量產，這一系列動態都顯示了CPO技術未來發展的潛力 。

綜上所述，CPO技術在技術原理、性能表現、成本以及維護等方面相較于LPO具有顯著優勢。盡管目前CPO和LPO在發展過程中都面臨各自的挑戰（相對LPO而言CPO的商用顯得更加困難），但從長遠來看，隨著技術的不斷突破和市場的逐步成熟，CPO憑借其獨特優勢更有望在未來光通信領域占據主導地位，引領行業發展潮流。

審核編輯 黃宇